华电数电历年考题及答案详解.docx

华北电力大学(北京) _2007-2008学年第_1_学期考试试卷(A)课程名称数字电子技术基础B课程编号00500410考核日期时间2007、11、27专业班级电力05级自动化05级需要份数送交日期考试方式闭卷 试卷页数A B卷齐全是 命题教师李月乔主任签字备 注班级: 姓名: 学号: 一、（4分）用卡诺图化简逻辑函数L（A，B，C，D）=m（0，2，4，6，8 ）+d（10，11，12，13，14，15）答案：二、（8分）分析图2(a)、(b)所示的电路，写出输出F、G、L、M的标准与或表达式。图2（a）ABCDM1图2 (b)图23线-8线译码器74138真值表输 入输 出G1 G2A G2BA2 A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1 10 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0答案：M=ABC三、（10分）试分析如图3所示逻辑电路的功能。 图3 答案： （2分） （2分） （4分，每行0。5分）A B CL1 L20 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1（2分）由真值表分析，可见此电路实现了考虑低位进位的一位二进制数的加法功能，为加法的和，为加法的进位，这种电路被称为一位二进制全加器。四、（18分）一个电动机的故障指示电路，要求如下：两台电动机同时工作时，绿灯亮；一台电动机发生故障时，黄灯亮；两台电动机同时故障时，红灯亮。要求用与非门实现。答案：（1）约定：假设两台电动机分别用A，B表示，电动机正常工作用1表示，故障用0表示；绿灯用G表示；黄灯用Y表示；红灯用R表示，灯亮用1表示，灯不亮用0表示。（2分） （2）列写真值表（4分）ABGYR00001010101001011100（2）写出逻辑表达式（6分）：；（3）画出逻辑图： （6分） 五、（20分）设计一个串行数据检测器。串行数据从A端输入，输出信号为Y；要求电路在A信号输入出现110序列时，输出信号Y为1，否则为0。要求使用米利型电路设计，要求使用JK触发器实现电路。答案：（1）（3分）a：初始状态或没有收到1时的状态；b：收到一个1后的状态；c：连续收到10后的状态；（2）（6分）（3）（3分）现态Q1 n Q0 nQ1n+1 Q0n+1 YA=0A=10000 / 001 /00100 / 011 /01100 / 111 /0（4）（5分）（5）（3分）六、（6分）555定时器接成的电路如图6所示。1 该电路的名称是什么？2 若 +VCC=+10V,R=10K欧,C=300PF, 计算其暂态脉冲宽度tpo3 给定输入的波形，画出电容电压的波形和对应的输出波形。图6答案：（1）单稳电路（3分）（2）tpo=1.110103 30010-6=3.310-6秒（3分）（3）（4分）七、（10分）用计数器芯片74X160设计6进制计数器，要求用清零端实现。要求给出状态图和电路图。 74X160的功能表清零预置数使能时钟预置数据输入输出工作模式CRLDET EPCPD3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q00 0 0 0 0异步清零10 D C B AD C B A同步置数110 保 持数据保持11 0 保 持数据保持111 1 十进制计数加法计数答案：八、（20分）分析图8所示时序逻辑电路的功能。给定输入信号的波形，要求画出触发器状态和输出信号的波形。假设触发器的初态为0。图8答案： 九、(4分) 下列Verilog程序描述了图9所述的电路，但程序中每一行有一个语法错误，请改正。（注意基本门级元件的调用名可以忽略）。Module Ex1(A,B,C,X,Y)input A,B,Coutput X,Yreg E;and G1(A,B,E);NOT(Y,C);OR(X,E,Y);endmodule;图9答案：Module Ex1(A,B,C,X,Y);input A,B,C;output X,Y;wire E;not (Y,C);or (X,E,Y);endmodule华北电力大学(北京) _2007-2008学年第_1_学期考试试卷(B)课程名称数字电子技术基础B课程编号00500410考核日期时间2007、11、27专业班级电力05级自动化05级需要份数送交日期考试方式闭卷 试卷页数A B卷齐全是 命题教师李月乔主任签字备 注班级: 姓名: 学号: 一、（16分）设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定,但是其中一个人有最终的否决权，即只要这个人不同意，这件事就不能通过，但是这个人如果同意了这件事，这件事也不一定能通过，还要看另外两个人的意见，结果按“少数服从多数”的原则决定。答案：（1）约定：三个人的意见分别用字母A、B、C表示，表决结果用字母L表示。设同意用逻辑“1” 表示；不同意用逻辑“0” 表示。 表决结果通过用逻辑“1” 表示；没通过用逻辑“0” 表示。同时约定A是那个有最终的否决权的人。（2）根据设计要求建立该逻辑函数的真值表。A B CL0 0 000 0 100 1 000 1 10 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 01 1 1 11 二、（4分）用维持阻塞D触发器设计一个同步计数器,计数器的输出Q3、Q2、Q1的状态转换为要求：（）列出状态转换驱动表（8分）（）求出最简驱动方程（6分）答案：（1）状态转换驱动表：5分3n2n1n3n+1 2n+1 1n+13 2 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 （2）卡诺图，共6分三、（14分）逻辑电路如图所示，试分析其逻辑功能（包括逻辑表达式、真值表并说明其逻辑功能）。（1）（6分）（2）（8分）ABCiSCo0000000110010100110110010101011100111111（3）全加器（2分）四、（16分）555定时器接成的电路如下图所示。4 该电路的名称是什么？5 若 +VCC=+10V,R=10K欧,C=300PF, 计算其暂态脉冲宽度tpo6 给定输入的波形，画出电容电压的波形和对应的输出波形。答案：（1）单稳电路（3分）（2）tpo=1.110103 30010-6=3.310-6秒（3分）（3）（4分）五、 （8分）电路如图所示（1）运放工作在线性区还是非线性区？（2分）（2）这是哪种类型的解码网络？（2分）（3）求当D4 D3 D2 D1 D0=10011 时输出电压V0的值。（4分）答案：（1）线性区（2分）（2）倒T型电阻网络（2分）（3）（4分）六、（12分）分析图7所示计数器的状态图，并说明计数器的模是多少？图774LS90的功能表如表所列。 二进制计数状态图 五进制计数状态图七、（共20分）试分析如图所示的时序逻辑电路，要求：（1）列出驱动方程（3分）（2）状态方程（3分）（3）状态表（4分）（4）画出状态图（6分）（5）画出在CP脉冲作用下三个触发器的状态信号和Z的波形图,设三个触发器的初态均为0。（4分） 答案：（1） 先列出触发器的驱动方程：（6分）J0 = K0 = 1 J1 = K1 = J2 = K2 = （2） 状态表（4分）Q2n Q1n Q0nQ2n+1Q1n+1 Q0n+1000001001010010011011100100101101110110111111000（3）作状态图（4分）（4）时序图（4分）触发器构成模8计数器，和数据选择器74151产生所需序列01101100，所以整个电路构成序列发生器。华北电力大学(北京) _2008-2009学年第_1_学期考试试卷(B)课程名称数字电子技术基础B课程编号00500410考核日期时间2008、12、8专业班级电力06、自动化06、计算机06、电管06需要份数送交日期考试方式闭卷 试卷页数A B卷齐全是 命题教师电子全体教师主任签字备 注班级: 姓名: 学号: 一、（10分）化简下列等式：（1) 要求用代数法化简(5分)：解：（2）要求用卡诺图化简（5分）：L（A，B，C，D）=解：（3分） L=（2分）二、（12分）设8421BCD码ABCD的十进制数为N（N0），当N能被3或4整除时，输出L为高电平1。列出该逻辑电路的真值表，写出该逻辑电路的逻辑表达式，并用与非门实现该逻辑电路。解：（1）真值表（4分） （2）逻辑表达式A B C D L 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 11010 1111 X （2分） （2分）（3）与非门逻辑电路图（4分）三、（7分）用数据选择器74X151实现四变量逻辑函数。74X151的符号如图3所示。要求变量A、B、C如图3所示输入。图3解： 所以：四、（9分）电路如图4所示，设触发器初态为0，试画出电路在CP信号作用下，写出各输出表达式，并画出各输出端波形。图4答案： (1分) （1分）（1分） 波形各2分五、（8分）逻辑电路如图5所示，试分析其逻辑功能（包括逻辑表达式、真值表并说明其逻辑功能）。图5答案：（1）表达式：S=ABCi 2分 2分 （2）真值表 2分A B Ci S Co0 0 0 0 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1 （3）功能：全加器 -2分六、（17分）试分析如图6所示时序电路的逻辑功能。列出方程组，状态表，画出状态图、时序图（初始状态从00开始），分析功能。图6解： (1) 根据电路列出三个方程组（5分）输出方程组: Y=AQ1Q0激励方程组: T0=A T1=AQ0将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组(2) 根据状态方程组和输出方程列出状态表（4分）A=0A=1000 0 / 00 1 / 0010 1 / 01 0 / 0101 0 / 01 1 / 0111 1 / 00 0 / 1(3) 画出状态图（2分）(5) 画出时序图（4分）(6) 逻辑功能分析（2）观察状态图和时序图可知，电路是一个由信号A控制的可控二进制计数器。当A=0时停止计数，电路状态保持不变；当A=1时，在CP上升沿到来后电路状态值加1，一旦计数到11状态，Y 输出1，且电路状态将在下一个CP上升沿回到00。输出信号Y的下降沿可用于触发进位操作。七、（6分）试分析图8所示电路，画出它的状态图，说明它是几进制计数器。 图8解 二进制。八、（5分）用74X138设计一个将数据M从一路分配到八路D0 D1D2 D3 D4 D5 D6 D7送出去的数据分配器，送出去的数据不能反相。简略说明所设计电路的工作原理。74X138的符号如图8所示。图8解：在A2A1A0的控制下，从000到111，数据D0 D1D2 D3 D4 D5 D6 D7依次从Y0 Y1Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7送出。九、（6分）图9所示为两个555定时器组成的电子门铃电路，当按下按钮S时可使门铃以1.2kHz频率鸣响10秒钟。（1）说明555(1)芯片和555(2) 芯片分别接成什么电路，并分析整个电路的工作原理。（2）改变电路中什么参数可改变铃响持续时间？（3） 改变电路中什么参数可改变铃响音调高低？ 图9555电路芯片引脚图及功能如下输入输出6脚 2脚4脚 3脚放电管TXX00导通X2/3VCC1/3VCC10导通1/3VCC1维持维持答案： （1）555（1）芯片接成单稳态触发器，555（2）芯片接成多谐振荡器。 （2）改变电路中555（1）的外接R1和C1 的值可以改变持续时间 （3）改变电路555（2）的外接R3和C3的值可以改变音调高低。十、(20分)要求用D触发器设计一个101脉冲序列检测电路，X为输入，Y为输出，当检测到X连续输入101时Y=1，否则Y=0。X输入的101序列中最后一个1不可以当作下一个序列的第一个1，如X=01010110100，则Y=00010000100。要求用米里（Mealy）型电路实现，画出原始状态图，原始状态表，状态图，状态表，状态转换驱动表（真值表），列出驱动方程并画出电路图，不要求检查自启动能力。要求写出关键步骤。解： (1) 确定电路的状态：（6分）a 收到一个周期长的0b 收到一个周期长的1c 收到连续两个周期长的11 （2）原始状态图（3分） abc0/01/01/00/00/01/1原始状态表现态次态输出X=0X=1aa/ 0b /0bc / 0b/0ca/0a /1（3）状态赋值令 a = 00，b = 01，c = 10，得状态图和状态表如下：（3分） 0001100/01/01/00/00/01/1现态Q1Q0Q1n+1 Q0n+1 YX=0X=10000 / 001 /00110 / 001 /01000 / 000 /1（4）状态转换驱动表（真值表）（3分）Q1nQ0nXQ1n+1(D1)Q0n+1(D0)Y000000001010010100011010100000101001（5）驱动方程和输出方程如下：（3分） （6）电路如下：（2分）华北电力大学(北京) _2009-2010学年第_1_学期考试试卷(A)一、 8分）回答下列问题(1) ）（4分）试用PROM实现下列多输出函数，写出最小项表达式并画出该函数的ROM阵列图。电路如题1图所示。题1图答案: 将逻辑函数写成最小项表达式(3分)画出PROM的阵列图如图所示，(2分)图PROM的阵列图(2) 用卡诺图化简（4分）答案：（4分）二、 （8分）根据题2图所示的电路，写出的表达式，并在已知信号的作用下画出的波形，的初始状态为零。题2图答案： AB三、（10分） 分析题3图所示电路， 写出输出端的表达式； 写出的最小项表达式。 题3图答案: 四、（12分）设计一个组合逻辑电路，其输入为8421BCD码，当输入能被2或3整除时，输出为1。（0可被任何数整除）（1） 列出真值表；（2） 写出L的最简与或表达式；（3） 用门电路实现该组合逻辑电路。答案：约定：输入用A B C D表示，输出用L表示。（1分）真值表（4分）A B C DL0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 0 0 1 0 10 1 1 00 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 11011101011XXXXXX 卡诺图化简（3分） （2分）（2分）五、（20分）请用D触发器及适当门电路设计一个1101序列信号检测电路，该电路有一个输入端X和一个输出端Z。规定若检测到X连续输入1101时输出Z=1，否则Z为0。规定X输入的1101序列中最后一个1不可以当作下一个序列的第一个1信号。要求使用米里型电路并状态最简。（画出状态转换图；状态转换驱动表；卡诺图化简；写出输出方程和驱动方程；画出逻辑电路图）答案：（一）确定电路状态并化简，画出状态转换图； S0 ：初始状态或没有收到1时的状态； S1 ：收到一个1时的状态； S2 ：连续收到两个1时的状态； S3 ：收到110时的状态；（1分）在输入X 为连续的1101时输出Z为1 ，否则为0。 状态转换图：（2分）状态编码00表示S0，01表示S1，10表示S2，11表示S3。（其他编码形式亦可）（2分） （二）状态转换表（2分）输入信号现态次态输出信号X Q1n Q0nQ1n+1 Q0n+1Z00 00 0000 10 0001 01 1001 10 0010 00 1010 11 0011 01 0011 10 01状态转换驱动表（2分）输入信号现态次态驱动信号输出信号X Q1n Q0nQ1n+1 Q0n+1D1 D0Z00 00 00 0000 10 00 0001 01 11 1001 10 00 0010 00 10 1010 11 01 0011 01 01 0011 10 00 01由卡诺图化简：（2分）（2分）（2分）（1分）（1分）（1分）画出逻辑电路图：（2分）六、（16分）试分析题6图所示时序逻辑电路的逻辑功能。说明电路是米里型还是莫尔型，列出它的输出方程、驱动方程和状态方程，列出状态表，画出状态图，说明电路功能，判断是否能自启动。题6图解：（1）电路结构：同步米里型电路（1分）（2）输出方程： （2分） 驱动方程： （1分） （1分） 状态方程：（2分）=（2分） （2分）=（2分）（3）状态表：（2分）000000001010010100011110100010101100110110111001（4）状态图（2分）（5）电路功能：由信号X控制的可控四进制计数器，X=0时，停止计数；X=1时，加1计数；Z为进位。（2分）（6）判断自启动功能：可以自启动。（1分）七、（10分）八选一数据选择器74X151的国标符号如题7图所示。用74X151实现四位奇偶校验，当奇数个1输入时，输出为1，否则为0。题7图答案：（1）约定：输入用A 、B 、C 、D表示，输出用L表示-1分列写真值表- -4分A B C D L0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 0 0 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0（2） - -1分（3）令 A-A2 B-A1 C-A0 -1分74X151数据选择器的输出为：比较L与Y可知： -1分（4） 电路图-2分 题7答案图（答案不唯一，选择不同的变量作为地址，那么它的数据端不同。）八、（6分）集成计数器74X160的国标符号如题8图所示，用反馈置数法实现七进制计数器，已知D3D2D1D0=0110。要求：（1）画出状态转换图；（2）画出逻辑电路图。题8图答案：状态转换图：-3分 LD为同步置数 所以 （可以，不是最简单） 图（要求画其它端子的设置）- 3分 题8答案图九、（共5分）555定时器芯片的功能如题9表所示。题9表555定时器芯片接成的电路如题9图(a)所示。（1）该电路的名称是什么？（1分）（2）若+VCC=+10V，R=10k，C=300pF，计算其暂态脉冲宽度tpo。（1分）（3）给定输入uI的波形如题9图(b)所示，已知低电平时长为10S，试画出电容电压uC的波形和对应的输出uo波形。（2分）（4）如果在题9图(a)的555定时器芯片的 5脚外接一个+5V的电压源，问暂态脉冲宽度是增加、减少还是不变？为什么？（1分）(a) (b)题9图答案（1）该电路为单稳态电路（1分）（2）暂态脉冲宽度 （2分）（3）波形（1分）在时长10S的uI低电平的时间内，555芯片的输出一直处于置位状态（输出为1），与6脚复位输入端的信号没有关系，这时三极管处于截止状态，7脚开路，而6脚是运放的输入端，没有输入电流，所以 VCC通过R向C充电，充电时间常数为RC=3S,对于一阶RC动态电路来说，3倍到5倍的时间常数过后，电容电压与VCC很接近， 即10S（大于3倍的时间常数）过后，电容C的电压与VCC很接近。在uI变为高电平的时刻，2脚无效，6脚（电容电压）有效，输出复位，此时三极管饱和，7脚接地，电容很快放电为0。（4）减少，因为暂态的时间现在是电容C从 0充电到5V的时间，原来是从 0充电到6.67V的时间。（1分）十、（共5分）74147是优先编码器芯片，其功能表如题10表所示。74192是计数器芯片。针对题10图，试回答下列问题：（1）画出计数器的状态图（1分）。（2）74147芯片的输入信号是低电平有效还是高电平有效（1分）？74147芯片的哪个输入端的优先级别最低（1分）？（3）画出在5个周期CP脉冲作用下Q2、Q1、Q0和D、C、B、A的波形图，要求从Q2Q1Q0=000开始（2分）。题10表输 入输 出I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 D C B A H H H H H H H H H H H H H L L H H L L H L H H H L H H H L L L L H H H H L L H L H H H H H L H L L H H H H H H L H H L H H H H H H H H L L L H H H H H H H H H L H L H H H H H H H H H H H L 题10图答案（1）状态图（1分）（2）输入信号是低电平有效（1分）。11脚I1的优先级别最低。（1分）（3）（2分）华北电力大学(北京) _2009-2010学年第_1_学期考试试卷(B)课程名称数字电子技术基础A课程编号00500400考核日期时间2009、12、8专业班级通信07010703、测控07010703、电子08010802、信息08010802、自动化08010806、测控08010803需要份数送交日期考试方式闭卷 试卷页数A B卷齐全是 命题教师电子全体教师主任签字备 注一二三四五六七八九十总分三、 （8分）按要求化简下列逻辑函数（1）用代数法化简（4分）答案：（2）用卡诺图化简（4分）答案：二、（8分）根据题2图所示的电路，写出的表达式，并在已知信号的作用下画出的波形，的初始状态为零。题2图答案：三、（10分）试分析题3图所示电路，写出输出端、与输入端、之间的逻辑表达式并计算出真值表。 题3图答案:列真值表。(4分) A1 A0 B1 B0F1 F20 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 11 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 00 10 10 01 01 10 10 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0四、（12分）试用与非门设计一个3位的奇偶校验电路，即当有偶数个1时，输出为1，否则输出为0。（1） 列出真值表；（2） 写出L的最简与或表达式；（3） 用门电路实现逻辑函数。答案：约定：输入用A B C表示，输出用 L表示。（1分）真值表（4分）A B CL0 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 110010110卡诺图化简（2分）（2分） （3分）五、（20分）请用D触发器以及适当门电路设计一个同步时序电路，其状态转换图如题5图所示，要求使用米里型电路并且状态最简。（画出状态转换驱动表，卡诺图化简，输出方程和驱动方程以及逻辑电路图）题5图答案解：（一）状态转换表（4分）输入信号现态次态输出信号X Q1n Q0nQ1n+1 Q0n+1Z00 00 0000 11 1001 00 0001 11 1110 00 1010 10 1011 01 0111 11 01（二）状态转换驱动表：（4分）输入信号现态次态驱动信号输出信号X Q1n Q0nQ1n+1 Q0n+1D1 D0Z00 00 00 0000 11 11 1001 00 00 0001 11 11 1110 00 10 1010 10 10 1011 01 01 0111 11 01 01由卡诺图化简：（2分）（2分）（2分）（1分）（1分）（1分）画出逻辑